編者注：我們一直努力透過限制所需技術來保持“將科學帶回家”活動的易用性。我們認識到，與2011年我們開始這個系列時相比，現在技術已得到更廣泛的應用，並且它可以為科學探索增加價值。這是我們第一個需要使用智慧手機或平板電腦的活動。請告訴我們您的想法！請傳送電子郵件至editors@sciam.com，提供關於在此活動以及未來的“將科學帶回家”活動中使用技術的反饋。
核心概念
物理學
聲音
測量
對數
導言
您是否知道可以使用智慧手機作為科學儀器來探索周圍的世界？智慧手機包含許多內建電子感測器，可以測量聲音、光、運動等現象！在這個活動中，您將使用手機的麥克風來檢查您環境中不同聲音的響度。圖書館有多安靜？卡車轟鳴聲有多響？嘗試這個活動來找出答案！
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背景
您可能熟悉我們用來測量日常量的單位，例如長度或溫度。如果有人說他們身高六英尺或外面是 70 度，您不會感到驚訝。但是我們如何測量聲音呢？您可能會將聲音描述為“像耳語一樣安靜”或“比噴氣發動機還響亮”，但您可能不會使用數字。聲音的測量單位是分貝，縮寫為 dB。分貝刻度有點不尋常，因為它是對數的而不是線性的。這意味著什麼？每增加 10 分貝，聲音的響度就會翻倍。例如，30 分貝的聲音是 20 分貝聲音的兩倍響。40 分貝的聲音是 30 分貝聲音的兩倍響，是 20 分貝聲音的四倍響，等等。零分貝並不意味著完全沒有聲音。相反，0 分貝被選為人類聽力閾值的參考水平。聽起來令人困惑？別擔心——這裡有一個參考聲音及其近似分貝級別的列表
0 分貝：人類聽力閾值
20 分貝：樹葉沙沙聲
40 分貝：安靜的圖書館
60 分貝：正常對話
80 分貝：嬰兒尖叫
100 分貝：鏈鋸
120 分貝：現場搖滾音樂會
140 分貝：噴氣發動機
超過 80 分貝的聲音可能會在長時間內造成聽力損傷，超過 120 分貝的聲音可能會立即造成損傷。這就是為什麼建議使用割草機等裝置的人員佩戴聽力保護裝置。請注意，聲音的響度還取決於您與聲源的距離（隨著您遠離聲源，聲音會變得更安靜）——因此，要直接比較不同的聲音，您必須保持此距離恆定。
所有這些與智慧手機有什麼關係呢？如果您以前想測量聲音水平，您將不得不購買一個獨立的分貝儀——一種帶有麥克風和螢幕的裝置，可以在螢幕上直接顯示分貝的聲音水平。然而，現代智慧手機（已經包含內建麥克風）可以執行應用程式，在手機螢幕上直接顯示分貝的聲音讀數。因此，如果您想探索周圍世界的聲音，您只需要一部手機！
材料
具有網際網路訪問許可權和下載安裝應用程式許可權的智慧手機或平板電腦
成人（幫助驗證和下載應用程式）
您可以測量其聲音的其他人（可選）
攜帶手機的多個地點（可選）
準備
請成人幫助您在智慧手機或平板電腦上搜索“分貝儀”或“聲音儀”應用程式。有許多免費選項可用，但某些應用程式可能啟用了廣告或應用內購買。
瞭解您的分貝儀應用程式。有些應用程式只會在螢幕上顯示一個數字，而另一些應用程式會顯示儀表或圖表。有些應用程式還會讓您記錄資料。確保應用程式正在執行：以正常音量說話，您應該會看到數字波動。
步驟
確定背景噪音水平。放下手機，完全靜坐並屏住呼吸。分貝水平是多少？它是否會隨著背景噪音波動，例如汽車駛過或鳥鳴？
現在探索您自己的聲音。嘗試對著手機耳語、說話甚至喊叫。您也可以嘗試其他聲音，例如吹口哨或哼唱。耳語甚至會被記錄下來，還是會被背景噪音淹沒？你的喊叫聲有多大？
如果周圍有其他人，也嘗試測量他們的聲音。每個人的“正常”聲音分貝水平都相同嗎？誰能喊得最大聲？
現在測試不同的聲音。這可以像拍手或敲門一樣簡單。您還可以嘗試許多其他日常聲音，例如，開啟水龍頭或點選燈開關。您也可以嘗試執行一些電器，例如微波爐或吸塵器。所有不同的聲音如何比較？哪些聲音最響亮？
找出距聲源的距離如何影響聲音水平。嘗試找到相對恆定的聲音，例如流水的水龍頭或人的哼唱。從手機緊靠聲源開始，然後慢慢走開。當您走遠時，分貝水平如何變化？
嘗試測量不同地點的背景噪音水平。將手機帶到不同的房間、圖書館或遊樂場或公園。您可以找到的最安靜的地方在哪裡？最吵鬧的地方在哪裡？任何地方的噪音水平都足夠大，以至於可能對您的聽力構成危險嗎？
額外內容： 您還可以下載應用程式來測量聲音的頻率或音調。頻率以赫茲 (Hz) 為單位測量。人類聽力範圍約為 20 到 20,000 赫茲。隨著年齡的增長，我們往往會失去聽到該範圍高階聲音的能力。有些動物，例如狗，可以聽到高達 45,000 赫茲的聲音。您聲音的頻率範圍是多少？您之前測量的所有其他聲音呢？
額外內容： 測量各種樂器發出的聲音。如果您手頭沒有任何樂器，您可以自己製作（請參閱“更多探索”部分）！
觀察和結果
使用日常物品，您可能可以測量大約 20 到 80 分貝範圍內的聲音。即使在完全“安靜”的房間裡，背景噪音（例如計算機的嗡嗡聲甚至您自己的呼吸）也可能使您難以低於約 10 分貝。如果您身處繁忙的地點，人很多，或者您靠近交通繁忙的街道，則背景噪音水平可能會高得多。吸塵器或電動工具等響亮的電器可能會超過 80 分貝。人類的尖叫聲可能非常響亮，可能超過 100 分貝（截至 2019 年 3 月，世界紀錄為 129 分貝！）——但您可能想要避免這種情況，因為如此響亮的尖叫聲會傷害您的耳朵！您還應該發現聲音水平隨著您遠離聲源而迅速下降。那些一整天都非常靠近持續響亮的聲音的人（例如，以割草坪或在噴氣發動機附近工作為生的人）應該佩戴聽力保護裝置。
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此活動由科學夥伴合作推出
